RU2130146C1

RU2130146C1 - Valve drive

Info

Publication number: RU2130146C1
Application number: RU95113895A
Authority: RU
Inventors: Мурата Кийоси; Комия Такаси; Наканиси Садаюки; Сато Йосихару; Фукунага Акио
Original assignee: Киц Корпорейшн
Priority date: 1994-08-10
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1999-05-10
Also published as: CN1081759C; EP0696682A1; JP3400557B2; US5797583A; KR100194508B1; KR960008142A; JPH0854083A; CN1128331A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; transportation of gaseous or liquid media; setting into action of shutoff or pressure relief valves installed on pipelines. SUBSTANCE: device has pneumohydraulic amplifier with oil and gas chambers, operating mechanism including cylinder connected with oil chamber of pneumohydraulic amplifier and high-pressure reservoir. Reservoir is connected with gas chamber of pneumohydraulic amplifier and is charged with air or nitrogen with provision of adequate sealing. Compressed gas is used as power source to provide pressure of oil amplified by amplifier for setting into action operating mechanism and shutoff valve. Device has distributor arranged between operating mechanism cylinder and amplifier, change-over valve, oil reservoir and oil pump. Oil reservoir is connected to distributor through change-over valve. Oil pump connects oil reservoir with amplifier. EFFECT: increased reliability of device. 5 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к устройству привода клапана, предназначенному для приведения в действие запорных клапанов или клапанов сброса давления, установленных на трубопроводах, по которым осуществляется перекачивание газообразных или жидких материалов. The invention relates to a valve actuator device for actuating shut-off valves or pressure relief valves mounted on pipelines through which gaseous or liquid materials are pumped.

Из числа трубопроводов такого типа на газопроводах применяются запорные клапаны, размещенные по одному в различных пунктах по всей длине газопровода. В технике известен способ управления таким запорным клапаном с помощью исполнительного механизма, источником энергии в котором является давление газа в газопроводе, воспринимаемое на участке рядом с седлом запорного клапана. Of the pipelines of this type, shut-off valves are used in gas pipelines, one at a time at various points along the entire length of the gas pipeline. A technique is known in the art for controlling such a shut-off valve using an actuator, the energy source of which is the gas pressure in the gas pipeline, which is perceived in the area adjacent to the shut-off valve seat.

В этом случае, однако, такое устройство является опасным, поскольку отработанный газ просачивается из исполнительного механизма в окружающий воздух. В тех случаях, когда выделение газа в окружающий воздух влечет за собой вероятность нанесения вреда людям и животным, давление газа в газопроводе не может быть использовано в качестве источника энергии. In this case, however, such a device is dangerous because the exhaust gas leaks from the actuator into the surrounding air. In cases where the release of gas into the surrounding air entails the possibility of harming people and animals, the gas pressure in the gas pipeline cannot be used as an energy source.

В связи с этим часто прибегают к практике дополнительной установки отдельного напорного цилиндра с использованием давления воздуха, азота или двуокиси углерода и к использованию этого цилиндра в качестве источника энергии. In this regard, they often resort to the practice of additionally installing a separate pressure cylinder using air, nitrogen or carbon dioxide pressure and to use this cylinder as an energy source.

При использовании напорного цилиндра способом, указанным выше, давление цилиндра приводит в действие запорный клапан, преодолевая давление газа в газопроводе, и поэтому должно быть выше, чем давление, которое требуется исполнительному механизму. Кроме того, поскольку цилиндр имеет ограниченную емкость, запорный клапан в процессе переключения может прекратить нормальное движение из-за недостаточного давления. Поэтому цилиндр требует огромных затрат труда на пополнение его содержимого или замену новым цилиндром. When using a pressure cylinder in the manner described above, the pressure of the cylinder actuates the shut-off valve, overcoming the gas pressure in the gas pipeline, and therefore must be higher than the pressure required by the actuator. In addition, since the cylinder has a limited capacity, the shutoff valve during the switching process can stop normal movement due to insufficient pressure. Therefore, the cylinder requires a huge amount of labor to replenish its contents or replace it with a new cylinder.

Если пополнение содержимого или замена упомянутого напорного цилиндра окажется неполным, напорный цилиндр может оказаться неспособным приводить в случае необходимости в действие запорный клапан и вызовет на нем неполадки или даже аварию газопровода. If the replenishment or replacement of the pressure cylinder is not complete, the pressure cylinder may be unable to actuate the shut-off valve if necessary and cause it to malfunction or even cause a gas pipeline failure.

Известно устройство привода клапана по US 4043533 A, 23.08.77, характеризующееся наличием пневмогидроусилителя с масляной и газовой камерами, при этом в газовой камере размещен поршень, а в масляной - шток, выдавливающий масло в цилиндр исполнительного механизма, приводящего в действие запорный клапан. A valve actuator device is known according to US 4043533 A, 08.23.77, characterized by the presence of a pneumatic booster with oil and gas chambers, with a piston in the gas chamber and a rod in the oil chamber, which extrudes oil into the actuator cylinder, which actuates the shut-off valve.

Известное устройство не обеспечивает достаточной надежности при эксплуатации. The known device does not provide sufficient reliability during operation.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности устройства привода клапана с резервуаром высокого давления, в котором герметически заключен сжатый газ в виде негорючего газа, а емкость и давление обеспечивают превосходные условия для работы пневмогидроусилителя. An object of the present invention is to increase the reliability of a valve actuator device with a high pressure reservoir in which compressed gas in the form of a non-combustible gas is hermetically sealed, and the capacity and pressure provide excellent conditions for the operation of a pneumatic hydraulic booster.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства привода клапана, которое выполняет задачу сжатия путем перемещения усилителя в газовом резервуаре, с герметично заключенным в нем сжатым и негорючим газом, и которое обеспечивает безопасность и экономичность, исключая утечку текучей среды из резервуара. Another objective of the present invention is to provide a valve actuator device that performs the task of compression by moving the amplifier in a gas tank with hermetically sealed compressed and non-combustible gas, and which provides safety and efficiency, eliminating leakage of fluid from the tank.

Согласно одному из аспектов изобретения устройство привода клапана для приведения в действие запорного клапана или клапана сброса давления, расположенного на трубопроводе, предназначенном для транспортировки текучей среды, содержит пневмогидроусилитель, включающий масляную камеру и газовую камеру. Исполнительный механизм клапана включает цилиндр, соединенный с масляной камерой пневмогидроусилителя, а резервуар высокого давления соединен с газовой камерой пневмогидроусилителя и содержит в себе герметически заключенный сжатый газ, который используется в качестве источника энергии для повышения давления масла в усилителе с целью привода исполнительного механизма клапана и последующего включения запорного клапана или клапана сброса давления. According to one aspect of the invention, a valve actuator for actuating a shutoff valve or pressure relief valve located on a pipe for transporting a fluid comprises a pneumatic booster comprising an oil chamber and a gas chamber. The valve actuator includes a cylinder connected to the pneumatic booster oil chamber, and the high pressure reservoir is connected to the pneumatic booster gas chamber and contains a hermetically sealed compressed gas, which is used as an energy source to increase the oil pressure in the amplifier to drive the valve actuator and subsequent turning on the shutoff valve or pressure relief valve.

Между цилиндром исполнительного механизма и пневмогидроусилителем располагается распределитель, такой как распределитель с электромагнитным управлением. Этот распределитель соединен с масляным резервуаром посредством переключающего клапана, такой как распределитель с электромагнитным управлением, и этот масляный резервуар соединяется с усилителем через масляный насос. Between the actuator cylinder and the pneumatic booster is a distributor, such as a solenoid valve. This distributor is connected to the oil reservoir via a switching valve, such as a solenoid valve, and this oil reservoir is connected to the amplifier through an oil pump.

Количество масла, которое выдается за один ход перемещения усилителя, должно быть достаточным для того, чтобы цилиндр при перемещении выполнил не меньше двух ходов. The amount of oil that is given out in one stroke of the amplifier must be sufficient so that the cylinder performs at least two strokes during the movement.

Дополнение в резервуаре высокого давления должно быть таким, чтобы давление в усилителе перед началом последнего из ходов усилителя и давление в нем после окончания последнего хода было достаточным для приведения в действие исполнительного механизма. Резервуар высокого давления должен выдерживать давление, прилагаемое к нему после возвращения усилителя в исходное положение. The addition in the high-pressure tank should be such that the pressure in the amplifier before the last of the amplifier moves and the pressure in it after the last stroke is sufficient to actuate the actuator. The pressure vessel must withstand the pressure applied to it after the amplifier has returned to its original position.

Согласно другому аспекту изобретения устройство привода клапана для приведения в действие запорного клапана или клапана сброса давления, расположенного на трубопроводе, предназначенном для транспортировки текучей среды, включает газовый резервуар с герметически заключенным в нем сжатым газом, пневмогидроусилитель, помещенный в газовом резервуаре так, что часть усилителя имеет внутреннее сообщение с газовым резервуаром, и исполнительный механизм клапана, соединенный с усилителем, причем сжатый газ в газовом резервуаре используется в качестве источника энергии для повышения давления масла в усилителе с целью привода исполнительного механизма клапана и последующего включения запорного клапана или клапана сброса давления. According to another aspect of the invention, a valve actuator device for actuating a shutoff valve or a pressure relief valve located on a pipe for transporting a fluid includes a gas tank with a hermetically sealed compressed gas therein, a pneumatic booster placed in the gas tank so that a part of the amplifier has an internal communication with the gas tank, and an actuator valve connected to the amplifier, and the compressed gas in the gas tank is used an energy source for raising the oil pressure in the amplifier to drive the valve actuator and the subsequent inclusion of the check valve or pressure relief valve.

Предпочтительно масляная камера пневмогидроусилителя соединяется с цилиндром исполнительного механизма клапана, пневмогидроусилитель располагается внутри газового резервуара, герметично заполненного сжатым газом, таким как газообразный азот или воздух, а исполнительный механизм в результате приводится в действие давлением масла, которое развивается усилителем при использовании в качестве источника энергии давления газа в газовом резервуаре. Preferably, the pneumatic booster oil chamber is connected to the valve actuator cylinder, the pneumatic booster is located inside a gas reservoir sealed with compressed gas such as nitrogen gas or air, and the actuator is driven by the oil pressure, which is developed by the booster when using pressure as a source of energy gas in the gas tank.

Более предпочтительно, чтобы количество масла, которое выталкивается за один ход усилителя, было достаточным для того, чтобы цилиндр выполнил не менее двух ходов. More preferably, the amount of oil that is pushed out in one stroke of the amplifier is sufficient for the cylinder to complete at least two strokes.

Давление в резервуаре высокого давления должно быть таким, чтобы давление в усилителе перед началом последнего из ходов усилителя и давление в нем после окончания, последнего хода было достаточным для приведения в действие исполнительного механизма. Резервуар высокого давления должен выдерживать давление, прилагаемое к нему после возвращения усилителя в исходное положение. The pressure in the high-pressure tank must be such that the pressure in the amplifier before the last of the strokes of the amplifier and the pressure in it after the end of the last stroke is sufficient to actuate the actuator. The pressure vessel must withstand the pressure applied to it after the amplifier has returned to its original position.

Запорный клапан, установленный на газопроводе, находится в открытом положении, и газ в нормальном положении протекает по газопроводу. The shut-off valve mounted on the gas pipe is in the open position and gas in the normal position flows through the gas pipe.

Газопровод, соединенный с резервуаром высокого давления, соединяется с газовой камерой пневмогидроусилителя и, следовательно, открыт для воздействия давления газа. В другом варианте газовая камера газового резервуара и газовая камера пневмогидроусилителя выполнены таким образом, чтобы иметь внутреннее сообщение между собой и постоянно открыты воздействию давления газа. Масляная камера усилителя соединяется с цилиндром маслопроводом. Через посредство распределителя, расположенного между масляной камерой и цилиндром, давление масла, которое генерируется в усилителе, прикладывается к стороне цилиндра, открывающей клапан. Тем временем сторона цилиндра, закрывающая клапан, остается соединенной с масляным резервуаром маслопроводом. Поскольку переключающий клапан, расположенный между цилиндром и масляным резервуаром, находится в закрытом положении и в результате этого масло не может поступать в цилиндр, положение усилителя остается неизменным наряду с открытым положением запорного клапана. The gas pipeline connected to the pressure vessel is connected to the gas chamber of the pneumatic booster and, therefore, is open to gas pressure. In another embodiment, the gas chamber of the gas reservoir and the gas chamber of the pneumatic booster are designed so as to have an internal communication with each other and are constantly exposed to gas pressure. The oil chamber of the amplifier is connected to the cylinder by an oil line. Through a distributor located between the oil chamber and the cylinder, the oil pressure that is generated in the amplifier is applied to the side of the cylinder opening the valve. Meanwhile, the cylinder side closing the valve remains connected to the oil reservoir by an oil line. Since the switching valve located between the cylinder and the oil reservoir is in the closed position and as a result the oil cannot enter the cylinder, the position of the amplifier remains unchanged along with the open position of the shut-off valve.

В случае, например, если давление в газопроводе выше или ниже клапана понижается из-за повреждения стенки трубы, сигнал, автоматически передающийся в результате регистрации такого явления, дает команду на включение запорного клапана. Поскольку этот сигнал вызывает изменения в состоянии распределителя с электромагнитным приводом, упомянутого выше, цилиндр вытесняет масло со стороны, открывающей клапан, в масляный резервуар. В результате этого давление масла, возникающее в масляной камере упомянутого усилителя, достигает стороны цилиндра, закрывающей клапана, приводит в действие цилиндр и, соответственно, закрывает запорный клапан. Поскольку переключающий клапан, после такого закрытия, возвращается в первоначальное положение, показанное на фиг. 1, а распределитель остается в неизменном положении, давление масла усилителя продолжает воздействовать на сторону цилиндра, закрывающую клапан, и в результате этого положение усилителя сохраняется наряду с закрытым положением запорного клапана. In the case, for example, if the pressure in the gas pipeline above or below the valve decreases due to damage to the pipe wall, a signal automatically transmitted as a result of the registration of this phenomenon gives a command to turn on the shut-off valve. Since this signal causes a change in the state of the solenoid actuator mentioned above, the cylinder displaces the oil from the valve opening side into the oil reservoir. As a result of this, the oil pressure arising in the oil chamber of the aforementioned amplifier reaches the side of the cylinder closing the valve, actuates the cylinder and, accordingly, closes the shut-off valve. Since the switching valve, after such a closure, returns to the original position shown in FIG. 1, and the distributor remains unchanged, the oil pressure of the amplifier continues to act on the cylinder side closing the valve, and as a result, the position of the amplifier is maintained along with the closed position of the shutoff valve.

При желании усилитель, находящийся в настоящее время в положении усиления предыдущей операции, может быть возвращен в первоначальное положение за счет того, что механизм выявления положения обнаруживает смещение усилителя и включает масляный нагнетательный насос, перекачивающий масло из масляного резервуара в масляную камеру усилителя посредством повышения давления, вызывая возвращение газа из газовой камеры в резервуар высокого давления или газовый резервуар благодаря тому факту, что давление масла, развиваемое масляным насосом, преодолевает давление, развиваемое в газовой камере усилителя. If desired, the amplifier, which is currently in the gain position of the previous operation, can be returned to its original position due to the fact that the position detection mechanism detects the bias of the amplifier and includes an oil pressure pump that pumps oil from the oil reservoir into the oil chamber of the amplifier by increasing pressure, causing the return of gas from the gas chamber to the high pressure tank or gas tank due to the fact that the oil pressure developed by the oil pump eodolevaet pressure developed in the gas chamber of the amplifier.

Вслед за этим для того, чтобы открыть запорный клапан или посредством управляющего сигнала с пульта управления, или вручную, регулятор переключают таким образом, чтобы давление масла в усилителе возросло на стороне цилиндра, открывающей клапан, а масло со стороны цилиндра, закрывающей клапан, было выпущено в масляный резервуар. В результате давление масла, исходящее из масляной камеры, приводит в действие цилиндр и открывает в результате запорный клапан. После открывания запорного клапана переключающий клапан восстанавливает положение, показанное на фиг. 1, а масло в усилителе продолжает воздействовать на сторону цилиндра, открывающую клапан. Запорный клапан фиксируется в открытом положении путем переключения распределителя. Subsequently, in order to open the shutoff valve either by means of a control signal from the control panel or manually, the regulator is switched so that the oil pressure in the amplifier increases on the cylinder side that opens the valve, and the oil from the cylinder side that closes the valve is released into the oil tank. As a result, the oil pressure exiting the oil chamber drives the cylinder and, as a result, opens the shutoff valve. After opening the shutoff valve, the switching valve restores the position shown in FIG. 1, and the oil in the amplifier continues to act on the side of the cylinder that opens the valve. The shut-off valve is locked in the open position by switching the distributor.

Даже при управлении запорным клапаном вручную с помощью рычага запорный клапан или клапан сброса давления можно закрывать и открывать аналогичным образом. Even when manually operating the shut-off valve with a lever, the shut-off valve or pressure-relief valve can be closed and opened in the same way.

Когда количество масла, перемещаемого одним ходом перемещения усилителя, а именно количество масла, поступающего в цилиндр, достаточно для того, чтобы обеспечить не меньше двух ходов перемещения цилиндра, а масляный резервуар достаточно велик, работа по перекачиванию масла из масляного резервуара в усилитель, выполняемая масляным нагнетательным насосом и описанная выше, может выполняться один раз за не менее чем два хода перемещения цилиндра. When the amount of oil moved by one stroke of the amplifier’s movement, namely the amount of oil entering the cylinder, is sufficient to provide at least two moves of the cylinder, and the oil tank is large enough, the work of pumping oil from the oil tank to the amplifier, performed by the oil injection pump and described above, can be performed once in at least two strokes of the movement of the cylinder.

Таким образом, если этого количества масла достаточно для обеспечения не менее двух ходов перемещения цилиндра, то энергию, необходимую для упомянутого выше приведения в действие, можно отклонить для включения запорного клапана только с помощью двух регуляторов с электромагнитным управлением вместо того, чтобы вызвать возвращение в исходное положение усилителя. Thus, if this amount of oil is sufficient to provide at least two strokes of the cylinder movement, then the energy required for the aforementioned actuation can be deflected to turn on the shut-off valve using only two electromagnetic controllers instead of causing a return to the original amplifier position.

Пневмогидроусилитель типа, описанного выше, должен обладать, в диапазоне обычных колебаний внутреннего давления газа в резервуаре высокого давления или газовом резервуаре, возможностью повышения давления в степени, достаточной для того, чтобы открывать и закрывать запорный клапан пропорционально размаху колебаний крутящего момента, вызванных колебаниями давления газа и требующихся для открывания и закрывания запорного клапана. A pneumatic hydraulic booster of the type described above must have, in the range of normal fluctuations in the internal pressure of the gas in the pressure vessel or gas tank, the possibility of increasing the pressure to a degree sufficient to open and close the shut-off valve in proportion to the amplitude of the torque fluctuations caused by gas pressure fluctuations and required to open and close the shut-off valve.

Регуляторы с электромагнитным управлением, предназначенные для переключения исполнительного механизма клапана, являющегося предметом настоящего изобретения, и способ работы описанного устройства, описанный выше, должны служить только для целей иллюстрации и ни в коем случае не ограничивает изобретение. Масляный нагнетательный насос может быть ручного типа, или с приводом, или даже с дистанционным управлением при единственном условии - чтобы он был способен вернуть усилитель в исходное положение, несмотря на давление газа. Резервуар высокого давления или газовый резервуар должен быть сконструирован и изготовлен таким образом, чтобы обладать наибольшей допустимой емкостью и воспринимать наибольшее возможное давление. Electromagnetic-controlled regulators for switching the actuator of the valve of the present invention and the method of operation of the described device described above should serve only for purposes of illustration and in no way limit the invention. The oil pressure pump can be of a manual type, or with a drive, or even with remote control under the only condition - that it is able to return the amplifier to its original position, despite the gas pressure. The pressure vessel or gas tank must be designed and manufactured in such a way as to have the highest permissible capacity and absorb the greatest possible pressure.

Надежнее всего использовать в качестве сжатого газа, находящегося в резервуаре высокого давления или газовом резервуаре, например, газообразный азот или воздух. Резервуар высокого давления или газовый резервуар приспособлен таким образом, чтобы обнаруживать снижение, если оно имеет место, внутреннего давления в резервуаре после продолжительного использования, и соответствующим образом обеспечивать пополнение ресурсов сжатого газа. Допустимо использовать в качестве герметично заключенного в резервуаре высокого давления или газовом резервуаре газа природный газ. It is most reliable to use as compressed gas in a pressure tank or gas tank, for example, nitrogen gas or air. The pressure vessel or gas reservoir is adapted to detect a decrease, if any, of the internal pressure in the reservoir after prolonged use, and to accordingly replenish the compressed gas resources. It is permissible to use natural gas as a hermetically sealed in a high pressure tank or gas tank.

В предшествующем описании показана работа запорного клапана, расположенного на газопроводе. Когда газопровод оборудован клапаном сброса давления, клапан сброса давления демонстрирует такую же работу, как запорный клапан. В связи с этим в последующем описании конкретная работа запорного клапана будет опущена. The preceding description shows the operation of a shut-off valve located on a gas pipeline. When the gas pipeline is equipped with a pressure relief valve, the pressure relief valve performs the same operation as the shutoff valve. In this regard, in the following description, the specific operation of the shutoff valve will be omitted.

Конкретно, когда клапан сброса давления на газопроводе находится в закрытом положении, операции, описанные выше в обратном порядке, открывают клапан сброса давления и открывают газу путь по газопроводу. Specifically, when the pressure relief valve on the gas pipeline is in the closed position, the operations described above in reverse order open the pressure relief valve and open the gas path through the gas pipeline.

На фиг. 1 схематически показана система трубопровода с устройством привода клапана в виде одного варианта реализации изобретения. In FIG. 1 schematically shows a piping system with a valve actuator in the form of one embodiment of the invention.

На фиг. 2 схематически показана часть системы трубопроводов с устройством привода клапана с фиг. 1 в положении, при котором клапан закрыт. In FIG. 2 schematically shows part of a piping system with the valve actuator of FIG. 1 in the position in which the valve is closed.

На фиг. 3 схематически показана система трубопроводов с устройством привода клапана в виде другого варианта реализации изобретения. In FIG. 3 schematically shows a piping system with a valve actuator in the form of another embodiment of the invention.

На фиг. 4 схематически показана часть системы трубопроводов с устройством привода клапана с фиг. 3 в положении, при котором клапан закрыт. In FIG. 4 schematically shows part of a piping system with the valve actuator of FIG. 3 in the position in which the valve is closed.

На фиг. 5 схематически показана часть системы трубопроводов устройства с фиг. 1 и с фиг. 3. In FIG. 5 schematically shows part of the piping system of the device of FIG. 1 and with FIG. 3.

На фиг. 6 графически сравниваются значения крутящего момента на выходе устройства привода клапана. In FIG. 6 graphically compares the values of the torque at the output of the valve actuator device.

На фиг. 7 показана схема, иллюстрирующая крутящий момент исполнительного механизма. In FIG. 7 is a diagram illustrating actuator torque.

На фиг. 8 графически показана зависимость между давлением в резервуаре и крутящим моментом на выходе исполнительного механизма. In FIG. 8 graphically shows the relationship between the pressure in the tank and the torque at the output of the actuator.

На фиг. 9 в поперечном разрезе показан пример расположения усилителя в газовом резервуаре. In FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of an arrangement of an amplifier in a gas reservoir.

На фиг. 10 в поперечном разрезе показан другой пример расположения усилителя в газовом резервуаре. In FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of an arrangement of an amplifier in a gas reservoir.

На фиг. 11 в поперечном разрезе показан еще один пример расположения усилителя в газовом резервуаре. In FIG. 11 is a cross-sectional view showing yet another example of an arrangement of an amplifier in a gas reservoir.

На фиг. 1 и фиг. 3 показаны схемы системы трубопроводов, демонстрирующие варианты реализации изобретения с применением устройства исполнительного механизма клапана к запорному клапану, расположенному на трубопроводе. In FIG. 1 and FIG. 3 is a piping system diagram illustrating embodiments of the invention using a valve actuator device to a shutoff valve located on a pipeline.

На этих схемах позицией 1 обозначен газопровод, по которому течет газ в направлении, указанном стрелкой, позицией 2 - запорный клапан, расположенный на газопроводе 1 и позицией 3 - исполнительный механизм в форме масляного напорного цилиндра, соединенного с запорным клапаном 2 и предназначенного для того, чтобы открывать и закрывать запорный клапан 2. Запорный клапан 2 открывается и закрывается перемещающимися в цилиндре 3a исполнительного механизма 3 под воздействием давления масла поршнями 3b и 3e. На фиг. 1 или фиг. 3 запорный клапан 2 показан в открытом положении. In these diagrams, reference numeral 1 denotes a gas pipeline through which gas flows in the direction of the arrow, reference numeral 2 denotes a shut-off valve located on the gas pipeline 1 and position 3 denotes an actuator in the form of an oil pressure cylinder connected to shut-off valve 2 and designed to to open and close the shut-off valve 2. The shut-off valve 2 is opened and closed by the pistons 3b and 3e moving in the cylinder 3a of the actuator 3 under the influence of oil pressure. In FIG. 1 or FIG. 3, the shutoff valve 2 is shown in the open position.

На фиг. 1 позицией 4 обозначен резервуар высокого давления, в котором герметически заключен негорючий газ, такой как азот или воздух. Между резервуаром высокого давления 4 и маслопроводом 5, соединенным с цилиндром 3a, и помещен пневмогидроусилитель 6. Под воздействием давления масла, которое повышает в маслопроводе 5 усилитель 6 с использованием в качестве источника энергии для этого внутреннего давления в резервуаре высокого давления 4, исполнительный механизм 3 приводит в действие запорный клапан 2. In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a pressure vessel in which a non-combustible gas such as nitrogen or air is hermetically enclosed. Between the high-pressure tank 4 and the oil pipe 5 connected to the cylinder 3a, a pneumatic booster 6 is placed. Under the influence of oil pressure, which increases the oil pipe 5, the amplifier 6 uses the actuator 3 as an energy source for this internal pressure in the high-pressure tank 4 actuates the shutoff valve 2.

На фиг. 3 позицией 4 обозначен резервуар высокого давления, в котором герметически заключен негорючий газ, такой как азот или воздух. В этом резервуаре высокого давления 4 помещен пневмогидроусилитель 6, особенности размещения которого подробно будут разъяснены далее. Маслопровод 5a, соединенный с цилиндром 3a, соединен с пневмогидроусилителем 6. Под воздействием давления масла, которое повышает в маслопроводе 5a усилитель 6 с использованием в качестве источника энергии для этого внутреннего давления в резервуаре высокого давления 4, исполнительный механизм 3 приводит в действие запорный клапан 2. In FIG. 3, reference numeral 4 denotes a pressure vessel in which a non-combustible gas such as nitrogen or air is hermetically enclosed. In this pressure vessel 4, a pneumatic hydraulic booster 6 is placed, the placement of which will be explained in detail below. The oil line 5a connected to the cylinder 3a is connected to the pneumatic booster 6. Under the influence of oil pressure, which increases the oil 6 in the oil line 5a, the amplifier 6 is used as an energy source for this internal pressure in the pressure vessel 4, the actuator 3 actuates the shut-off valve 2 .

На схеме маслопровод 5 оборудован масляным нагнетательным насосом 7 и соединен с масляным резервуаром 8. Под воздействием давления, которое масляный нагнетательный насос 7 поднимает до уровня, превышающего внутреннее давление в маслопроводе 5, масло из масляного насоса 7 и масло из масляного резервуара 8 вытесняется в масляную камеру 6a усилителя 6, возвращая усилитель 6 в первоначальное положение, с тем результатом, что газ в газовой камере 6b усилителя 6 будет возвращен в резервуар высокого давления. In the diagram, the oil line 5 is equipped with an oil pressure pump 7 and connected to the oil reservoir 8. Under the influence of the pressure that the oil pressure pump 7 raises to a level higher than the internal pressure in the oil line 5, the oil from the oil pump 7 and the oil from the oil tank 8 are displaced into the oil the chamber 6a of the amplifier 6, returning the amplifier 6 to its original position, with the result that the gas in the gas chamber 6b of the amplifier 6 will be returned to the high pressure tank.

На фиг. 3 масляный резервуар 8 соединен с маслопроводом 5b. С маслопроводом 5c, соединенным с масляным резервуаром 8, соединен датчик положения 30, предназначенный для регистрации смещения усилителя 6. С помощью датчика положения 30 автоматически включается масляный нагнетательный насос 7 с целью доведения давления до уровня, все же превышающего внутреннее давление в маслопроводе 5a. За счет такого повышения давления масло из маслопровода 5 и масло из масляного резервуара высокого давления 8 вытесняется в масляную камеру 6a усилителя 6, с тем результатом, что масло в масляной камере 6a усилителя 6 будет автоматически пополняться. На середине маслопровода 5a расположен переключающий клапан 9. Кроме того, маслопровод 5c может быть снабжен ручным насосом 7a, приспособленным для пополнения ресурсов масла в масляной камере 6a усилителя 6. In FIG. 3, the oil reservoir 8 is connected to the oil line 5b. A position sensor 30 for detecting the bias of the amplifier 6 is connected to the oil pipe 5c connected to the oil reservoir 8. The oil pressure pump 7 is automatically turned on by the position sensor 30 to bring the pressure to a level that still exceeds the internal pressure in the oil pipe 5a. Due to this increase in pressure, the oil from the oil line 5 and the oil from the high pressure oil tank 8 are displaced into the oil chamber 6a of the amplifier 6, with the result that the oil in the oil chamber 6a of the amplifier 6 will be automatically replenished. A switching valve 9 is located in the middle of the oil pipe 5a. In addition, the oil pipe 5c may be equipped with a hand pump 7a adapted to replenish oil resources in the oil chamber 6a of the amplifier 6.

Ниже будут описаны различные варианты конструкции газового резервуара 4 и усилителя 6, показанных на фиг. 3. В варианте, показанном на фиг. 9, газовый цилиндр 4a снабжен по середине центральным буртиком 4b и по противоположным концам крышками 4c и 4d. Эти присоединенные детали герметизированы или посредством сварки, или с помощью уплотнительных колец, а газовый резервуар 4 и детали герметично соединены с помощью стягивающих стержней 4e. Various design options for the gas reservoir 4 and amplifier 6 shown in FIG. 3. In the embodiment shown in FIG. 9, the gas cylinder 4a is provided in the middle with a central flange 4b and at the opposite ends with caps 4c and 4d. These attached parts are sealed either by welding or by means of o-rings, and the gas reservoir 4 and the parts are hermetically connected by means of tightening rods 4e.

Пневмогидроусилитель 6 помещен в этот газовый резервуар 4. Конкретнее, масляный цилиндр 6 располагается соосно с газовым цилиндром 4a между крышкой цилиндра 4c и центральным буртиком 4b. Пустое пространство, окружающее этот масляный цилиндр 6, служит газовой камерой 4f газового резервуара 4. Газовая камера 4f выполнена таким образом, чтобы сообщаться с газовой камерой 6j поршня 6c через горловину 4j. Кроме того, соосно с газовым резервуаром 4 между крышкой цилиндра 4d и центральным буртиком 4b расположен разделительный цилиндр 6b. Пустое пространство, окружающее разделительный цилиндр 6b служит газовой камерой 4f', газового резервуара 4. Эта газовая камера 4f' выполнена таким образом, что сообщается с газовой камерой 4f газового резервуара через отверстие 4h. Усилитель 6 снабжен поршнем 6c, поршневым штоком 6d и масляной камерой 6a, а также масляным отверстием 6j для соединения масляной камеры 6a с цилиндром 3a исполнительного механизма 3. Кроме того, на ведущем конце поршневого штока 6d имеется камера окружающего воздуха 6f, небольшой шток 6g и индикатор 6h. Датчик 30a предназначен для регистрации перемещения поршня 6c на определенное расстояние и включения масляного нагнетательного насоса. A pneumatic booster 6 is placed in this gas reservoir 4. More specifically, the oil cylinder 6 is aligned with the gas cylinder 4a between the cylinder cover 4c and the central shoulder 4b. The empty space surrounding this oil cylinder 6 serves as the gas chamber 4f of the gas reservoir 4. The gas chamber 4f is configured to communicate with the gas chamber 6j of the piston 6c through the neck 4j. In addition, a separation cylinder 6b is arranged coaxially with the gas reservoir 4 between the cylinder head 4d and the central shoulder 4b. The empty space surrounding the separation cylinder 6b serves as the gas chamber 4f ′ of the gas reservoir 4. This gas chamber 4f ′ is configured to communicate with the gas chamber 4f of the gas reservoir through the opening 4h. The amplifier 6 is provided with a piston 6c, a piston rod 6d and an oil chamber 6a, as well as an oil hole 6j for connecting the oil chamber 6a to the actuator cylinder 3a 3. In addition, there is an ambient air chamber 6f, a small rod 6g at the leading end of the piston rod 6d, and indicator 6h. The sensor 30a is designed to detect the movement of the piston 6c by a certain distance and turn on the oil pressure pump.

На фиг. 10 показан другой вариант реализации пневмогидроусилителя 6, заключенного в газовом резервуаре 4. Противоположные концы газового цилиндра 24a герметически закрыты за счет установки на них головок цилиндра 24b и 24c посредством сварки или с помощью уплотнительных колец и герметично соединенных с помощью стягивающего стержня 24d. In FIG. 10 shows another embodiment of a pneumatic booster 6 enclosed in a gas reservoir 4. The opposite ends of the gas cylinder 24a are hermetically sealed by mounting cylinder heads 24b and 24c thereon by welding or by means of o-rings and tightly connected by a tightening rod 24d.

Масляный цилиндр 26a располагается соосно с газовым цилиндром 24a. Пустое пространство, окружающее этот масляный цилиндр 26a, служит газовой камерой 24e газового резервуара 4. Усилитель 6 снабжен поршнем 26b и поршневым штоком 26c. Масляная камера 26d располагается между масляным цилиндром 26a и поршневым штоком 26c. В головке цилиндра 24b предусмотрены отверстия для масла 26 и сливное отверстие 26f, которые предназначены для сообщения с масляной камерой 26d и соединяются далее с исполнительным механизмом 3. The oil cylinder 26a is aligned with the gas cylinder 24a. The empty space surrounding this oil cylinder 26a serves as the gas chamber 24e of the gas reservoir 4. The amplifier 6 is provided with a piston 26b and a piston rod 26c. An oil chamber 26d is located between the oil cylinder 26a and the piston rod 26c. In the cylinder head 24b, oil holes 26 and a drain hole 26f are provided, which are designed to communicate with the oil chamber 26d and are further connected to the actuator 3.

Внутренние части поршня 26b и поршневого штока 26c заглублены для образования газовой камеры 26g. Головка цилиндра 24c имеет отверстие 24g, которое служит для обеспечения сообщения между газовой камерой 26g и газовой камерой 24. В ней предусмотрен также газовый канал 24h. The interior of the piston 26b and the piston rod 26c are recessed to form a gas chamber 26g. The cylinder head 24c has an opening 24g, which serves to provide communication between the gas chamber 26g and the gas chamber 24. It also has a gas channel 24h.

Кроме того, поршневой шток 26c снабжен в своей ведущей части шкалой 31 и предельным переключателем 30b, способным следить за положением поршневого штока 26c при его перемещении, и в то же время, регулировать это положение путем придания необходимого движения /или иным способом, позволяющим выполнить эту задачу/. Этот переключатель 30b расположен также таким образом, что поршневой шток 26с в процессе перемещения в конечном счете задевает его и приводит таким образом в действие масляный нагнетательный насос 7. In addition, the piston rod 26c is provided at its leading part with a scale 31 and a limit switch 30b, capable of monitoring the position of the piston rod 26c while moving it, and at the same time, adjusting this position by imparting the necessary movement / or in another way allowing this task. This switch 30b is also positioned so that the piston rod 26c in the process of moving ultimately touches it and thus drives the oil pressure pump 7.

На фиг. 11 показан другой вариант реализации пневмогидроусилителя 6, заключенного в газовом резервуаре 4. Противоположные концы газового цилиндра 34a герметически закрыты за счет установки на них головок цилиндра 34b и 34c посредством сварки или с помощью уплотнительных колец и герметично соединенных с помощью стягивающего стержня 34d. In FIG. 11 shows another embodiment of a pneumatic booster 6 enclosed in a gas reservoir 4. The opposite ends of the gas cylinder 34a are hermetically sealed by mounting cylinder heads 34b and 34c on them by welding or by means of o-rings and tightly connected by a tightening rod 34d.

Масляный цилиндр 36a располагается соосно с газовым цилиндром 34a. Пустое пространство, окружающее этот масляный цилиндр 36a, служит газовой камерой 34e газового резервуара 4. Усилитель 6 снабжен поршнем 36b и поршневым штоком 36c. Пустое пространство, образующееся между масляным цилиндром 36a и поршневым штоком 36c служит камерой окружающего воздуха 36d. Отверстие 34g обеспечивает сообщение между газовой камерой 34 и газовой камерой 36j. Кроме того, предусмотрен газовый канал 34h. Отверстие для масла 36f выполнено в переднем конце масляной камеры 36, которая расположена в переднем конце поршневого штока 36c. Для слежения за положением, которое занимает при перемещении поршневой шток 36c, применяется механизм регистрации положения 30, который приспособлен для использования отверстия 36g для окружающего воздуха. The oil cylinder 36a is aligned with the gas cylinder 34a. The empty space surrounding this oil cylinder 36a serves as the gas chamber 34e of the gas reservoir 4. The amplifier 6 is provided with a piston 36b and a piston rod 36c. The empty space formed between the oil cylinder 36a and the piston rod 36c serves as an ambient air chamber 36d. The hole 34g provides communication between the gas chamber 34 and the gas chamber 36j. In addition, a gas channel 34h is provided. An oil hole 36f is provided at the front end of the oil chamber 36, which is located at the front end of the piston rod 36c. To monitor the position that the piston rod 36c takes when moving, a position detection mechanism 30 is used which is adapted to use the air opening 36g.

Ниже будут рассмотрены коэффициенты усиления, которые обеспечивают упомянутые резервуар высокого давления и усилитель. Below will be considered the amplification factors that provide the mentioned pressure vessel and amplifier.

Что касается коэффициента усиления усилителя 6, то клапан должен нормально срабатывать под воздействием крутящего момента X, полученного в качестве результата действия устройства привода клапана, должным образом /диаметр цилиндра и длины рычага/ умноженного на коэффициент усиления усилителя, чтобы постоянно превышать необходимый крутящий момент Y на величину в пределах колебаний давления в газовом резервуаре, отбираемого в качестве источника энергии, как показано на фиг.6. As for the gain of amplifier 6, the valve should normally operate under the influence of the torque X obtained as a result of the action of the valve drive device, properly / cylinder diameter and arm length / multiplied by the gain of the amplifier, to constantly exceed the required torque Y by the value within the pressure fluctuations in the gas reservoir, taken as an energy source, as shown in Fig.6.

Положение дел в этом случае будет рассмотрено ниже со ссылками на приведенную в качестве разъяснения схему на фиг. 7. Предполагается, что соответствующее устройство предназначено для шарового клапана с необходимым крутящим моментом 2200 кгм, а применяемый в данном случае исполнительный механизм имеет форму шатуна в виде клиновидной скобы. Когда принцип работы этого устройства требует, чтобы давление как источник энергии было увеличено в усилителе до его приложения к исполнительному механизму, крутящий момент на выходе таков, как показано ниже для варианта, когда эффективность передачи установлена равной 1. Когда давление источника энергии P, обозначенного на фиг. 5, имеет величину 70 кгс/кв. см. изб. давления, как показано ниже в формуле (1), где M представляет давление масла, когда давление газа принято за 1, отмечается, что крутящий момент на выходе превосходит необходимый крутящий момент. The state of affairs in this case will be discussed below with reference to the diagram of FIG. 7. It is assumed that the corresponding device is designed for a ball valve with the required torque of 2200 kgm, and the actuator used in this case has the shape of a connecting rod in the form of a wedge-shaped bracket. When the principle of operation of this device requires that the pressure as an energy source be increased in the amplifier before it is applied to the actuator, the output torque is as shown below for the case when the transmission efficiency is set to 1. When the pressure of the energy source P, indicated by FIG. 5 has a value of 70 kgf / sq. see huts pressure, as shown below in formula (1), where M represents the oil pressure, when the gas pressure is taken as 1, it is noted that the output torque exceeds the required torque.

Предположим, что усилитель, размеры которого показаны на фиг. 7, имеет конструкцию, изображенную на фиг. 11. Конечно, конструкции, показанные на фиг. 9 и фиг. 10, выполняют те же функции, что и на фиг. 11. Однако, когда они обеспечивают такую же степень усиления давления, что и конструкция с фиг. 11, их размеры могут отличаться от размеров конструкции с фиг. 11. Assume that the amplifier, the dimensions of which are shown in FIG. 7 has the structure shown in FIG. 11. Of course, the structures shown in FIG. 9 and FIG. 10 perform the same functions as in FIG. 11. However, when they provide the same degree of pressure enhancement as the construction of FIG. 11, their sizes may differ from the dimensions of the structure of FIG. eleven.

T =

• d² • L • P • M • 2 =

• 9² • 10 • 70 • 2,58 • 2 = 229785 кг•см. = 2297 кг•м > 2200 кг•м (1)
В случае использования в качестве источника энергии газового резервуара 4, показанного на фиг. 1, первоначальное давление и емкость этого газового резервуара 4 определяют по приведенным ниже формулам.T =

• d ² • L • P • M • 2 =

• 9 ² • 10 • 70 • 2.58 • 2 = 229785 kg • see = 2297 kg • m> 2200 kg • m (1)
In the case of using the gas reservoir 4 shown in FIG. 1, the initial pressure and capacity of this gas reservoir 4 are determined by the formulas below.

Данный исполнительный механизм 3 предназначен для аварийной отсечки, сконструирован таким образом, чтобы постоянно держать клапан в открытом положении, и приспособлен для выполнения трех действий, т.е. открыть => закрыть = > открыть => закрыть, даже при отключении питания. В этом случае второе действие закрыть => открыть имеет большой крутящий момент и, следовательно, требует необходимого крутящего момента, упомянутого выше. This actuator 3 is designed for emergency shut-off, designed in such a way as to constantly keep the valve in the open position, and adapted to perform three actions, i.e. open => close => open => close, even when the power is turned off. In this case, the second action, close => open, has a large torque and, therefore, requires the necessary torque, mentioned above.

Объем перемещения масла в исполнительном механизме 3 выражается следующей формулой:

• 9² • 10 • 2 = 1272,3 куб.см. (2)
Длина перемещения штока усилителя 6 выражается следующей формулой.The volume of oil movement in the actuator 3 is expressed by the following formula:

• 9 ² • 10 • 2 = 1272.3 cc (2)
The length of movement of the rod of the amplifier 6 is expressed by the following formula.

Емкость W источника энергии со стороны усилителя 6, необходимая для одного действия штока, выражается следующей формулой:
W =

• 18² • 12,91 = 3285 куб.см. = 3,3 л. (4)
Если принять емкость газового резервуара 4 равной 20 литрам и первоначальное давление в нем - 80 кгс/см² изб. давления, давление газа P₁ в газовом резервуаре 4 после выполнения одного действия /перед вторым действием/ выражается следующей формулой.

The capacity W of the energy source from the side of the amplifier 6, necessary for one action of the rod, is expressed by the following formula:
W =

• 18 ² • 12.91 = 3285 cc = 3.3 liters (4)
If we take the gas reservoir tank 4 of 20 liters and the initial pressure therein - 80 kgf / cm ² G. pressure, gas pressure P ₁ in the gas tank 4 after performing one action / before the second action / is expressed by the following formula.

(5)
Давление газа P₂ в газовом резервуаре 4 после выполнения второго действия /перед третьим действием/ выражается следующей формулой.

(5)
The gas pressure P ₂ in the gas tank 4 after performing the second action / before the third action / is expressed by the following formula.

Давление газа P₃ в газовом резервуаре 4 после выполнения третьего действия выражается следующей формулой.

The gas pressure P ₃ in the gas tank 4 after performing the third action is expressed by the following formula.

Крутящий момент на выходе T₂ в начале второго действия выражается следующей формулой.

The torque at the output of T ₂ at the beginning of the second action is expressed by the following formula.

Крутящий момент на выходе T₃ в начале третьего действия выражается следующей формулой

Крутящий момент на выходе T₄ после окончания третьего действия выражается следующей формулой:

График, полученный путем нанесения на него этих результатов, показан на фиг. 8.

The torque at the output of T ₃ at the beginning of the third action is expressed by the following formula

The torque at the output of T ₄ after the end of the third action is expressed by the following formula:

The graph obtained by applying these results to it is shown in FIG. eight.

В данном случае крутящий момент около 450 кг•м. оказывается достаточным для выполнения действия открыть => закрыть рассматриваемый здесь запорный клапан 2. In this case, the torque is about 450 kg • m. it turns out to be sufficient to open => close the shut-off valve 2 considered here.

Приведенные выше данные ясно показывают, что емкость в 20 л и внутреннее давление 80 кгс/кв. см изб. давления, согласно расчетам, выполненным по предлагаемым формулам, достаточны для газового резервуара 4. Эксперимент, описанный выше, рассматривается как один из предпочтительных вариантов реализации изобретения. Естественно, что он ни в коем случае не ограничивает это изобретение. The above data clearly show that the capacity is 20 l and the internal pressure is 80 kgf / sq. see huts pressures, according to the calculations performed by the proposed formulas, are sufficient for gas reservoir 4. The experiment described above is considered as one of the preferred embodiments of the invention. Naturally, he in no way limits this invention.

На фиг. 1 позицией 9 обозначен переключающий клапан с электромагнитным управлением, а позицией 10 - распределитель с электромагнитным управлением. В качестве этих клапанов с электромагнитным управлением 9 и 10 может использоваться четырехпутевой клапан с электромагнитным управлением или два двухпутевых клапана с электромагнитным управлением. Далее позициями 11 и 12 обозначены регуляторы скорости, 13 - предохранительный клапан, 14 - контрольный клапан, 15 - перекрывающий клапан, 16 - регулятор потока, 17 - переключатель давления, 18 - контрольный клапан, 19 и 20 - перекрывающие клапаны и 21 - источник электропитания. Пунктиром показана электропроводка системы управления. На фиг. 5 позицией 22 обозначен управляемый выпускной клапан, предназначенный для определения стороны с низким давлением относительно запорного клапана 2, а позицией 23 обозначен переключающий клапан. In FIG. 1, numeral 9 denotes a switching valve with electromagnetic control, and numeral 10 indicates a solenoid valve. As these valves with electromagnetic control 9 and 10, a four-way valve with electromagnetic control or two two-way valves with electromagnetic control can be used. Further, the positions 11 and 12 indicate the speed controllers, 13 - the safety valve, 14 - the control valve, 15 - the shutoff valve, 16 - the flow regulator, 17 - the pressure switch, 18 - the control valve, 19 and 20 - the shutoff valves and 21 - the power supply . The dotted line shows the control system wiring. In FIG. 5, reference numeral 22 denotes a controllable exhaust valve for determining a low pressure side with respect to shutoff valve 2, and reference numeral 23 denotes a switching valve.

Конструкция упомянутого выше переключающего клапана с электромагнитным управлением 9 позволяет прочно удерживать усилитель 6 в нужном положении даже если клапан с электромагнитным управлением 10 допустит просечку. В тех же случаях, когда этот клапан с электромагнитным управлением 9 не протекает /превосходно герметизирован/, усилитель может прочно сохранять свое положение в течение длительного времени. The design of the above-mentioned switching valve with electromagnetic control 9 allows you to firmly hold the amplifier 6 in the desired position, even if the valve with electromagnetic control 10 allows cut-out. In those cases when this solenoid valve 9 does not leak / is perfectly sealed /, the amplifier can firmly maintain its position for a long time.

На фиг. 3 позицией 9 обозначен переключающий клапан с ручным управлением, а позицией 10 - распределитель с электромагнитным управлением. В качестве клапана с электромагнитным управлением 10 может использоваться четырехпутевой клапан с электромагнитным управлением или два двухпутевых клапана с электромагнитным управлением. Далее позициями 11 и 12 обозначены регуляторы скорости, 13 - предохранительный клапан, 14 - контрольный клапан, 15 - перекрывающий клапан, 16 - регулятор потока, 17 - переключатель давления, 18 - контрольный клапан, 19 и 20 - перекрывающие клапаны и 21 - источник электропитания. Пунктиром показана электропроводка системы управления. На фиг. 5 позицией 22 обозначен управляемый выпускной клапан, предназначенный для определения стороны с низким давлением относительно запорного клапана 2, а позицией 23 обозначен переключающий клапан. In FIG. 3, numeral 9 denotes a manually operated diverter valve, and numeral 10 denotes a solenoid valve. As a solenoid valve 10, a four-way valve with electromagnetic control or two two-way valves with electromagnetic control can be used. Further, the positions 11 and 12 indicate the speed controllers, 13 - the safety valve, 14 - the control valve, 15 - the shutoff valve, 16 - the flow regulator, 17 - the pressure switch, 18 - the control valve, 19 and 20 - the shutoff valves and 21 - the power supply . The dotted line shows the control system wiring. In FIG. 5, reference numeral 22 denotes a controllable exhaust valve for determining a low pressure side with respect to shutoff valve 2, and reference numeral 23 denotes a switching valve.

Ниже приведено описание действия варианта реализации изобретения, описанного выше. The following is a description of the operation of the embodiment of the invention described above.

Как показано на фиг. 1, маслопровод 5, расположенный между усилителем 6 и цилиндром 3a, снабжен переключающим клапаном с электромагнитным управлением 9, переключающим клапаном с электромагнитным управлением 10, масляным нагнетательным насосом 7, регуляторами скорости 11 и 12, контрольным клапаном 14 и предохранительным клапаном 13. Иногда переключающий клапан с электромагнитным управлением 9 и распределитель с электромагнитным управлением 10 оборудуются рычагами для ручного управления. Они приспособлены к тому, чтобы приводиться в действие аварийным сигналом, который будет описан полнее ниже, или командным сигналом, управляющим с пульта управления. As shown in FIG. 1, oil pipe 5, located between the amplifier 6 and cylinder 3a, is equipped with an electromagnetic control switch valve 9, an electromagnetic control switch valve 10, an oil pressure pump 7, speed regulators 11 and 12, a control valve 14 and a safety valve 13. Sometimes a switching valve with electromagnetic control 9 and the distributor with electromagnetic control 10 are equipped with levers for manual control. They are adapted to be triggered by an alarm signal, which will be described more fully below, or a command signal controlling from the control panel.

Маслопроводы 5a, 5b и 5c, которые расположены между усилителем 6 и противоположными сторонами цилиндра 3a, снабжены переключающим клапаном с электромагнитным управлением 10, масляным нагнетательным насосом 7, ручным насосом 7a, регуляторами скорости 11 и 12, контрольным клапаном 14, контрольным клапаном 14a и предохранительным клапаном 13, как показано на фиг.3. Переключающий клапан с электромагнитным управлением 10 оборудуется рычагами для ручного управления и приспособлен к тому, чтобы приводиться в действие аварийным сигналом, который будет описан полнее ниже, или командным сигналом, поступающим с пульта управления. The oil lines 5a, 5b and 5c, which are located between the amplifier 6 and the opposite sides of the cylinder 3a, are equipped with a solenoid control valve 10, an oil pressure pump 7, a manual pump 7a, speed controllers 11 and 12, a control valve 14, a control valve 14a and a safety valve valve 13, as shown in FIG. The switching valve with electromagnetic control 10 is equipped with levers for manual control and is adapted to be actuated by an alarm signal, which will be described more fully below, or a command signal from the control panel.

Как показано на фиг. 1, запорный клапан 2 находится в открытом положении и газ может проходить по трубопроводу в нормальном состоянии в направлении, указанном стрелкой. As shown in FIG. 1, the shutoff valve 2 is in the open position and gas can flow through the pipeline in a normal state in the direction of the arrow.

Газовая камера 6b пневмогидроусилителя 6 подвергается воздействию передающегося по трубе 4a негорючего газа, такого как азот, герметически заключенного в резервуаре высокого давления 4. В этом случае допустимо использование в качестве сжатого газа, герметически заключенного в резервуаре высокого давления 4, природного газа. Масляная камера 6a усилителя 6 соединена со стороной открывания клапана 3c цилиндра 3a маслопроводом 5. Давление масла, повышенное усилителем 6 c использованием в качестве источника энергии давления газа воздействует, таким образом, на сторону открывания клапана 3c поршня 3b. В то же время другая сторона, а именно сторона закрывания клапана 3d цилиндра 3a соединена с масляным резервуаром 8 через распределитель с электромагнитным управлением 10. Однако, поскольку переключающий клапан с электромагнитным управлением 9 находится в закрытом положении, запорный клапан 2 остается в открытом положении и, в то же время, прочно сохраняет положение усилителя. The gas chamber 6b of the pneumatic booster 6 is exposed to a non-combustible gas transmitted through the pipe 4a, such as nitrogen, which is hermetically enclosed in the pressure vessel 4. In this case, it is acceptable to use natural gas as the compressed gas hermetically enclosed in the pressure vessel 4. The oil chamber 6a of the amplifier 6 is connected to the opening side of the valve 3c of the cylinder 3a by an oil line 5. The oil pressure increased by the amplifier 6 using gas pressure as an energy source thus acts on the opening side of the valve 3c of the piston 3b. At the same time, the other side, namely the closing side of the valve 3d of the cylinder 3a, is connected to the oil reservoir 8 through the solenoid valve 10. However, since the switching valve with the electromagnetic control 9 is in the closed position, the shut-off valve 2 remains in the open position and, at the same time, firmly retains the position of the amplifier.

Если газопровод 1 окажется поврежден, начнет протекать и в результате этого, например ниже по течению, начнется снижение давления, переключатель давления 17 воспримет это понижение давления и выдаст сигнал на аварийное закрывание или освобождение запорного клапана 2, или же пульт управления выдаст команду на соответствующее приведение в действие запорного клапана 2. В ответ на сигнал включается распределитель с электромагнитным управлением 10 и одновременно открывается переключающий клапан с электромагнитным управлением 9, как показано на фиг. 2, чтобы обеспечить сообщение между стороной открывания клапана 3c цилиндра 3a и масляным резервуаром 8 и вызвать перекачивание масла со стороны открывания клапана 3c цилиндра 3a в масляный резервуар 8. В результате давление масла, повышенное усилителем 6, воздействует на сторону закрывания клапана 3d цилиндра 3a, вызывая перемещение поршня 3a вправо на фиг. 1 и закрывая запорный клапан 2, как показано на фиг. 2. If the gas pipeline 1 is damaged, it starts to leak and as a result, for example, downstream, a pressure decrease begins, the pressure switch 17 senses this pressure decrease and gives an alarm to close or release the shut-off valve 2, or the control panel gives a command to bring it the action of the shut-off valve 2. In response to the signal, the solenoid valve 10 is turned on and at the same time the switching valve with electromagnetic control 9 is opened, as shown in and FIG. 2, in order to ensure communication between the opening side of the valve 3c of the cylinder 3a and the oil reservoir 8 and cause pumping of oil from the opening side of the valve 3c of the cylinder 3a to the oil reservoir 8. As a result, the oil pressure raised by the amplifier 6 acts on the closing side of the valve 3d of the cylinder 3a, causing the piston 3a to move to the right in FIG. 1 and closing the shutoff valve 2 as shown in FIG. 2.

Когда происходит включение масляного нагнетательного насоса 7, масло в масляном резервуаре 8 с усилием проходит через контрольный клапан 14 и достигает масляной камеры 6a усилителя 6. Последующее давление масла преодолевает давление газа, воздействующего на газовую камеру 6b усилителя 6 и возвращает усилитель 6, вытесняя таким образом газ из газовой камеры 6 в резервуар высокого давления 4. When the oil injection pump 7 is turned on, the oil in the oil tank 8 forces through the control valve 14 and reaches the oil chamber 6a of the amplifier 6. The subsequent oil pressure overcomes the pressure of the gas acting on the gas chamber 6b of the amplifier 6 and returns the amplifier 6, thus displacing gas from the gas chamber 6 to the pressure vessel 4.

Затем, для того, чтобы открыть запорный клапан 2 с помощью командного сигнала с пульта управления или вручную, распределитель с электромагнитным управлением 10 переключается, чтобы передать усилие давления масла из усилителя 6 на сторону открывания клапана 3c цилиндра, а переключающий клапан с электромагнитным управлением 9 открывается для того, чтобы допустить вытеснение масла из стороны закрывания клапана 3d цилиндра 3a в масляный резервуар 8. В результате давление масла из масляной камеры 6a усилителя 6, упомянутого выше, приводит в действие цилиндр 3a и открывает запорный клапан 2. После открытия запорного клапана 2, поскольку распределитель с электромагнитным управлением 10 остается в прежнем положении, в то время как переключающий клапан с электромагнитным управлением 9 возвращается в положение, показанное на фиг. 1, давление масла в усилителе 6 продолжает воздействовать на сторону открывания клапана 3c цилиндра 3b. На основании этого принципа работы закрывание запорного клапана 2 осуществляется путем переключения распределителя с электромагнитным управлением 10 при одновременном открытии переключающего клапана с электромагнитным управлением 9. С другой стороны, запорный клапан 2 может быть аналогичным образом открыт и закрыт с использованием ручных рычагов двух клапанов с электромагнитным управлением 9 и 10. Then, in order to open the shut-off valve 2 using a command signal from the control panel or manually, the solenoid valve 10 switches to transmit the oil pressure force from the amplifier 6 to the opening side of the cylinder valve 3c, and the solenoid valve 9 opens in order to allow oil to be displaced from the closing side of the 3d valve of the cylinder 3a to the oil reservoir 8. As a result, the oil pressure from the oil chamber 6a of the amplifier 6 mentioned above drives cylinder 3a and opens the shut-off valve 2. After opening the shut-off valve 2, since the solenoid valve 10 remains in the same position, while the solenoid switch valve 9 returns to the position shown in FIG. 1, the oil pressure in the amplifier 6 continues to act on the opening side of the valve 3c of the cylinder 3b. Based on this principle of operation, the shut-off valve 2 is closed by switching the solenoid valve 10 while opening the switching valve with electromagnetic control 9. Alternatively, the shut-off valve 2 can be similarly opened and closed using the manual levers of two solenoid valves 9 and 10.

Теперь запорный клапан 2 находится в открытом положении и газ может проходить по трубопроводу в нормальном состоянии в направлении, указанном стрелкой. The shut-off valve 2 is now in the open position and gas can flow through the pipeline in the normal state in the direction of the arrow.

Газовые камеры 6j, 26g и 36i пневмогидроусилителя 6 подвергаются воздействию передающегося через горловины 4i, 24g и 34g давления негорючего газа, такого как азот, герметически заключенного в резервуаре высокого давления 4. В этом случае допустимо использование в качестве сжатого газа, герметически заключенного в резервуаре высокого давления 4, природного газа. Масляные камеры 6a, 26d и 36 усилителя 6 соединены со стороной открывания клапана 3c цилиндра 3a масляными каналами 6i, 26 и 36f. Давление масла, повышенное усилителем 6 с использованием в качестве источника энергии давления газа, воздействует, таким образом, на сторону открывания клапана 3c поршня 3b. В то же время другая сторона, а именно сторона закрывания клапана 3d цилиндра 3a соединена с масляным резервуаром 8 через распределитель с электромагнитным управлением 10. The gas chambers 6j, 26g and 36i of the pneumatic booster 6 are exposed to the pressure of a non-combustible gas transmitted through the necks 4i, 24g and 34g, such as nitrogen, which is hermetically enclosed in the pressure vessel 4. In this case, it is permissible to use as a compressed gas hermetically enclosed in the reservoir pressure 4, natural gas. The oil chambers 6a, 26d and 36 of the amplifier 6 are connected to the opening side of the valve 3c of the cylinder 3a by oil channels 6i, 26 and 36f. The oil pressure increased by the amplifier 6 using gas pressure as an energy source thus acts on the opening side of the valve 3c of the piston 3b. At the same time, the other side, namely the closing side of the valve 3d of the cylinder 3a, is connected to the oil reservoir 8 through an electromagnetic control valve 10.

Если газопровод 1 окажется поврежден, начнет протекать и в результате этого, например ниже по течению начнется снижение давления, переключатель давления 17 воспримет это понижение давления и выдаст сигнал на аварийное закрывание или освобождение запорного клапана 2, или же пульт управления выдаст команду на соответствующее приведение в действие запорного клапана 2. В ответ на сигнал включается распределитель с электромагнитным управлением 10, как показано на фиг. 2, чтобы обеспечить сообщение между стороной открывания клапана 3c цилиндра 3a с масляным резервуаром 8 и вызвать перекачивание масла со стороны открывания клапана 3c цилиндра 3a в масляный резервуар 8. В результате давление масла, повышенное усилителем 6, воздействует на сторону закрывания клапана 3d цилиндра 3a, вызывая перемещение поршня 3a вправо, как показано на фиг. 3, и закрывая запорный клапан 2, как показано на фиг. 4. If the gas pipeline 1 is damaged, it will start to leak and, as a result, for example, a pressure decrease will start downstream, the pressure switch 17 will accept this pressure decrease and give a signal to emergencyly close or release the shut-off valve 2, or the control panel will command to bring it action of the shutoff valve 2. In response to the signal, the solenoid valve 10 is activated, as shown in FIG. 2, in order to ensure communication between the opening side of the valve 3c of the cylinder 3a with the oil reservoir 8 and cause pumping of oil from the opening side of the valve 3c of the cylinder 3a to the oil reservoir 8. As a result, the oil pressure raised by the amplifier 6 acts on the closing side of the valve 3d of the cylinder 3a, causing the piston 3a to move to the right, as shown in FIG. 3 and by closing the shutoff valve 2 as shown in FIG. 4.

Когда происходит включение масляного нагнетательного насоса 7, масло в масляном резервуаре 8 с усилием проходит через контрольный клапан 14 и достигает масляной камеры 6a усилителя 6. Последующее давление масла преодолевает давление газа, воздействующего на газовую камеру 6b усилителя 6 и возвращает усилитель 6, вытесняя таким образом газ из газовой камеры в резервуар высокого давления 4. When the oil injection pump 7 is turned on, the oil in the oil tank 8 forces through the control valve 14 and reaches the oil chamber 6a of the amplifier 6. The subsequent oil pressure overcomes the pressure of the gas acting on the gas chamber 6b of the amplifier 6 and returns the amplifier 6, thus displacing gas from the gas chamber to the high pressure tank 4.

Затем, для того, чтобы открыть запорный клапан 2 с помощью командного сигнала с пульта управления или вручную, распределитель с электромагнитным управлением 10 переключается, чтобы передать усилие давления масла из усилителя 6 на сторону открывания клапана 3c цилиндра 3a, и допустить вытеснение масла из стороны закрывания клапана 3d цилиндра 3a в масляный резервуар 8. В результате давление масла из масляной камеры 6a усилителя 6, упомянутого выше, приводит в действие цилиндр 3a и открывает запорный клапан 2. После открывания запорного клапана 2, поскольку распределитель с электромагнитным управлением 10 остается в прежнем положении, давление масла в усилителе 6 продолжает воздействовать на сторону открывания клапана 3c цилиндра 3b. На основании этого принципа работы закрывание запорного клапана 2 осуществляется путем переключения распределителя с электромагнитным управлением 10. Then, in order to open the shut-off valve 2 using a command signal from the control panel or manually, the solenoid valve 10 switches to transfer the oil pressure force from the amplifier 6 to the opening side of the valve 3c of the cylinder 3a, and to allow the oil to be forced out of the closing side the 3d valve of cylinder 3a to the oil reservoir 8. As a result, the oil pressure from the oil chamber 6a of the amplifier 6 mentioned above actuates the cylinder 3a and opens the shutoff valve 2. After opening the shutoff valve 2, after Since the solenoid valve 10 remains in the same position, the oil pressure in the amplifier 6 continues to act on the opening side of the valve 3c of the cylinder 3b. Based on this principle of operation, the closing of the shut-off valve 2 is carried out by switching the solenoid valve 10.

Усилитель должен иметь, в диапазоне обычных отклонений внутреннего давления газа в газовом резервуаре 4, коэффициент повышения давления, достаточный для надежного перемещения цилиндра 3a, позволяющего привести в действие запорный клапан 2 пропорционально отклонениям крутящего момента, вызванным отклонениями в давлении газа и требующийся при приведении в действие запорного клапана 2. Запорные клапаны 15, 19 и 20 предназначены для технического обслуживания и осмотров, а предохранительный клапан 13 предназначен для обслуживания трубопровода, включая маслопроводы. The amplifier must have, in the range of normal deviations of the internal gas pressure in the gas tank 4, a pressure increase coefficient sufficient to reliably move the cylinder 3a, allowing the shut-off valve 2 to be actuated in proportion to the torque deviations caused by deviations in the gas pressure and required when actuating shut-off valve 2. Shut-off valves 15, 19 and 20 are intended for maintenance and inspections, and safety valve 13 is designed for maintenance of the pipeline, including oil lines.

Устройство привода клапана, являющееся предметом настоящего изобретения, кроме использования на газопроводах, может быть применено к запорному клапану, установленному на трубопроводе, по которому перемещаются жидкие материалы. The valve drive device of the present invention, in addition to being used in gas pipelines, can be applied to a shut-off valve mounted on a pipeline through which liquid materials move.

Варианты реализации изобретения, описанные выше, представляют случаи использования устройства привода клапана для закрывания запорного клапана. Это изобретение может быть также реализовано в форме устройства привода клапана, применяемого к установленному на газопроводе клапану сброса давления. The embodiments described above represent instances of using a valve actuator to close a shutoff valve. This invention may also be implemented in the form of a valve actuator device applied to a pressure relief valve mounted on a gas pipeline.

Назначение клапана сброса давления в изобретении является альтернативным назначению запорного клапана в любом из предшествующих вариантов реализации изобретения. Иными словами, в отношении конструкции, применения и получаемых результатов настоящий вариант реализации почти идентичен предшествующим вариантам реализации. The purpose of the pressure relief valve in the invention is an alternative to the purpose of the shutoff valve in any of the preceding embodiments of the invention. In other words, in terms of design, application, and the results obtained, the present embodiment is almost identical to the previous embodiments.

Устройство привода клапана, являющееся предметом изобретения, позволяет избежать возможности случайной утечки газа, транспортируемого по газопроводу, и может быть использовано практически безопасно, поскольку в нем в качестве источника энергии для управления запорным клапаном /или клапаном сброса давления/ используется давление газа в резервуаре высокого давления, в котором герметически заключен сжатый газ, такой как несгораемый газ. The valve drive device of the invention avoids the possibility of accidental leakage of gas transported through the gas pipeline, and can be used almost safely, since it uses the gas pressure in the high pressure tank as an energy source for controlling the shut-off valve / or pressure relief valve in which a compressed gas, such as a non-combustible gas, is hermetically enclosed.

Кроме того, поскольку давление из резервуара высокого давления передается как источник движущей силы на исполнительный механизм через усилитель, устройство привода клапана, являющееся предметом настоящего изобретения, допускает оптимальный выбор усилителя и исполнительного механизма и обеспечивает превосходную компактность и дешевизну. In addition, since the pressure from the pressure vessel is transmitted as a source of driving force to the actuator via an amplifier, the valve drive device of the present invention allows for an optimal choice of amplifier and actuator and provides excellent compactness and low cost.

Поскольку устройство привода клапана, являющееся предметом изобретения, включает усилитель, расположенный внутри газового резервуара, в котором герметично заключен сжатый газ, такой как негорючий газ, само устройство может быть компактным. Кроме того, устройство привода клапана обеспечивает безопасность и экономичность, поскольку не допускает утечек текучей среды в окружающий воздух. Since the valve actuator device of the invention includes an amplifier located inside a gas reservoir in which compressed gas such as non-combustible gas is hermetically sealed, the device itself can be compact. In addition, the valve actuator provides safety and economy because it prevents leakage of fluid into the surrounding air.

Claims

1. A valve actuator device designed to actuate a shut-off valve mounted on a pipeline for transporting a fluid containing a pneumatic booster with oil and gas chambers, an actuator valve comprising a cylinder connected to an oil chamber of a pneumatic booster, and a high pressure reservoir connected to a gas chamber of a pneumatic hydraulic booster with hermetically sealed compressed gas for use as an energy source to provide oil pressure, enlarged by an amplifier for actuating a valve actuator and then actuating a shut-off valve, characterized in that it comprises a distributor located between the valve actuator cylinder and the amplifier, a switching valve, an oil reservoir connected to the distributor via a switching valve, and an oil pump connecting the oil tank and the amplifier.

2. The device according to claim 1, characterized in that the compressed gas is compressed air or compressed nitrogen.

3. The device according to claim 1, characterized in that the distributor and the switching valve are made with electromagnetic control.

4. The device according to claim 1, characterized in that the amplifier is configured to ensure displacement in one stroke of the oil movement in an amount sufficient to perform at least two moves of the valve actuator cylinder.

5. A valve actuator device for actuating a pressure relief valve mounted on a fluid transport pipe comprising a pneumatic hydraulic booster with oil and gas chambers, a valve actuator including a cylinder connected to the pneumatic booster oil chamber and a high pressure reservoir connected with a gas chamber of a pneumatic booster, with compressed gas hermetically enclosed in it for use as an energy source to provide pressure asl enlarged by an amplifier for actuating a valve actuator followed by actuating a pressure relief valve, characterized in that it comprises a distributor located between the valve actuator cylinder and the amplifier, a switching valve, and an oil reservoir connected to the distributor via a switching valve, oil pump connecting the oil reservoir and the amplifier.

6. The device according to claim 5, characterized in that the compressed gas is compressed air or compressed nitrogen.

7. The device according to claim 5, characterized in that the distributor and the switching valve are made with electromagnetic control.

8. The device according to claim 5, characterized in that the amplifier is configured to allow one-way displacement of oil to be displaced in an amount sufficient to complete at least two moves of the valve actuator cylinder.

9. A valve actuator device for actuating a shut-off valve mounted on a fluid transport pipeline, comprising a gas reservoir with compressed gas enclosed therein, a pneumatic hydraulic booster with oil and gas chambers, and a valve actuator connected to the amplifier, the compressed gas in a gas tank it is used as an energy source to provide oil pressure increased by an amplifier to actuate a valve actuator, followed by rivedeniem operated shut-off valve, characterized in that the type booster disposed inside the gas tank to provide an internal message of the amplifier with the gas reservoir.

10. A valve drive device for actuating a pressure collection valve mounted on a fluid transport pipe, comprising a gas reservoir with compressed gas enclosed therein, a pneumatic hydraulic booster with oil and gas chambers, and a valve actuator coupled to the amplifier, moreover, compressed the gas in the gas reservoir is used as an energy source to provide the oil pressure increased by the amplifier to actuate the valve actuator, followed by by actuating a pressure relief valve, characterized in that the pneumatic booster is located inside the gas reservoir to provide internal communication of the amplifier with the gas reservoir.